JP6564336B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、非水系電解液及び非水系二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous secondary battery.

リチウムイオン電池をはじめとする非水系二次電池は、軽量、高エネルギー及び長寿命であることが大きな特徴であり、各種携帯用電子機器電源として広範囲に用いられている。近年では電動工具等のパワーツールに代表される産業用;電気自動車、電動式自転車における車載用としても広がりを見せている。更には住宅用蓄電システム等の電力貯蔵分野においても注目されている。   Non-aqueous secondary batteries such as lithium ion batteries are characterized by their light weight, high energy, and long life, and are widely used as power sources for various portable electronic devices. In recent years, it is also spreading for industrial use as typified by power tools such as electric tools; in-vehicle use for electric vehicles and electric bicycles. Furthermore, it has been attracting attention in the field of power storage such as a residential power storage system.

常温作動型のリチウムイオン電池の電解液としては、非水系電解液を使用することが実用の見地より望ましい。例えば環状炭酸エステル等の高誘電性溶媒と、低級鎖状炭酸エステル等の低粘性溶媒と、の組み合わせが、一般的な溶媒として例示される。また、負極における電解液の還元分解抑制を目的として添加剤を使用することが望ましく、既に一般常識として認知されている。   It is desirable from a practical point of view to use a non-aqueous electrolyte as the electrolyte for a room temperature operation type lithium ion battery. For example, a combination of a high dielectric solvent such as a cyclic carbonate and a low viscosity solvent such as a lower chain carbonate is exemplified as a general solvent. Moreover, it is desirable to use an additive for the purpose of suppressing the reductive decomposition of the electrolyte solution in the negative electrode, and it has already been recognized as common sense.

例えば、特許文献1においては、ビニレンカーボネートを電気化学的に反応させることによって、SEI(Solid Electrolyte Interface:固体電解質界面)と呼ばれる保護皮膜を負極表面に強固に形成させる技術が報告されている。また、特許文献2及び特許文献3には、LiB(Cで表されるリチウムビス(オキサラト)ボレートを添加することによって、SEI形成を促進する技術が報告されている。 For example, Patent Document 1 reports a technique for strongly forming a protective film called SEI (Solid Electrolyte Interface) on the negative electrode surface by electrochemically reacting vinylene carbonate. Patent Document 2 and Patent Document 3 report a technique for promoting SEI formation by adding lithium bis (oxalato) borate represented by LiB (C 2 O 4 ) 2 .

特開平8−45545号公報JP-A-8-45545 特表2002−519352号公報Special table 2002-519352 gazette 特開2000−268863号公報JP 2000-268863 A

しかしながら、リチウムイオン電池の大型化が進むにつれて長期信頼性に対する要望も高まっており、各種携帯用電子機器電源の仕様をはるかに上回る耐久性能が切望されている。また、金属リチウム負極を用いた革新電池等、エネルギー密度の向上を目指した研究開発も活発化している。   However, the demand for long-term reliability has increased as the size of lithium ion batteries has increased, and durability performance far exceeding the specifications of various portable electronic device power supplies is eagerly desired. In addition, research and development aimed at improving energy density, such as innovative batteries using metallic lithium anodes, is also active.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものである。従って本発明は、非水系電解液の還元分解を抑制し、優れた耐久性能を発揮するとともに、高温で貯蔵した際の内部抵抗の増加を抑制することができる非水系電解液及び非水系二次電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. Therefore, the present invention suppresses reductive decomposition of a non-aqueous electrolyte solution, exhibits excellent durability performance, and can suppress an increase in internal resistance when stored at a high temperature and a non-aqueous secondary solution. An object is to provide a battery.

本発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、非水系溶媒を含有する非水系電解液であっても、特定のリチウム塩と特定の窒素含有環状化合物とを添加剤として含有する場合に強固なSEIを形成し、優れた耐久性能を発揮するとともに、高温で貯蔵した際の内部抵抗の増加を抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-described problems. As a result, even a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent forms a strong SEI when it contains a specific lithium salt and a specific nitrogen-containing cyclic compound as additives, and has excellent durability performance. The present inventors have found that it is possible to suppress an increase in internal resistance when stored at a high temperature, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]非水系溶媒と、
シュウ酸基を有する有機リチウム塩と、
下記一般式(1):

Figure 0006564336
{式(1)中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アリル基、プロパギル基、フェニル基、ベンジル基、ピリジル基、アミノ基、ピロリジルメチル基、トリメチルシリル基、ニトリル基、アセチル基、トリフルオロアセチル基、クロロメチル基、メトキシメチル基、イソシアノメチル基、メチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、アジ化スルホニル基、ピリジルスルホニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニロキシ基、ビス(N,N’−アルキル)アミノメチル基、又はビス(N,N’−アルキル)アミノエチル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフッ素置換アルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のフッ素置換アルコキシ基、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、又はハロゲン原子であり、そして、kは0〜4の整数である。}で表される化合物と、を含有し、かつ、
シュウ酸リチウムの含有量が0〜500ppmであることを特徴とする、非水系電解液。
[2]前記シュウ酸基を有する有機リチウム塩が、LiB(C及びLiBF(C)で表されるリチウム塩から選ばれる少なくとも1種のリチウム塩である、前記[1]に記載の非水系電解液。
[3]前記一般式(1)で表される化合物のRが炭素数1〜4のアルキル基であり、kが0である、前記[1]又は[2]に記載の非水系電解液。
[4]前記非水系溶媒が環状カーボネートを含むものである、前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の非水系電解液。
[5]前記非水系溶媒がアセトニトリルを実質的に含まないものである、前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の非水系電解液。
[6]前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、非水系電解液100質量部に対して0.01〜10質量部である、前記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の非水系電解液。
[7]前記シュウ酸リチウムを、デカンテーション及び濾過から選ばれる少なくとも1種の方法により除去することを特徴とする、前記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の非水系電解液の製造方法。
[8]集電体の片面又は両面に、Ni、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有する正極活物質層を有する正極、
集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極、並びに、
前記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の非水系電解液を具備することを特徴とする、非水系二次電池。 That is, the present invention is as follows.
[1] a non-aqueous solvent;
An organic lithium salt having an oxalic acid group;
The following general formula (1):
Figure 0006564336
{In Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, allyl group, propargyl group, phenyl group, benzyl group, pyridyl group, amino group, pyrrolidylmethyl group, trimethylsilyl group, nitrile group, acetyl group Group, trifluoroacetyl group, chloromethyl group, methoxymethyl group, isocyanomethyl group, methylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, sulfonyl azide group, pyridylsulfonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyloxy group, bis ( N, N′-alkyl) aminomethyl group or bis (N, N′-alkyl) aminoethyl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a fluorine-substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitrile group, a nitro group, an amino group, or a halogen Is an atom, and k is an integer of 0-4. And a compound represented by:
A nonaqueous electrolytic solution, wherein the content of lithium oxalate is 0 to 500 ppm.
[2] The organic lithium salt having an oxalic acid group is at least one lithium salt selected from lithium salts represented by LiB (C 2 O 4 ) 2 and LiBF 2 (C 2 O 4 ), The non-aqueous electrolyte solution according to [1].
[3] The nonaqueous electrolytic solution according to [1] or [2], wherein R 1 of the compound represented by the general formula (1) is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and k is 0. .
[4] The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [3], wherein the nonaqueous solvent includes a cyclic carbonate.
[5] The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [4], wherein the nonaqueous solvent substantially does not contain acetonitrile.
[6] Any of the above [1] to [5], wherein the content of the compound represented by the general formula (1) is 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonaqueous electrolytic solution. The non-aqueous electrolyte solution according to item 1.
[7] The non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [6], wherein the lithium oxalate is removed by at least one method selected from decantation and filtration. Manufacturing method.
[8] A positive electrode having a positive electrode active material layer containing at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co on one side or both sides of a current collector,
A negative electrode having a negative electrode active material layer on one or both sides of the current collector, and
A non-aqueous secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、強固なSEIを形成し、優れた耐久性能を発揮するとともに、高温で貯蔵した際の内部抵抗の増加を抑制することができる非水系電解液及び非水系二次電池を提供することができる。   According to the present invention, there are provided a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous secondary battery that can form a strong SEI, exhibit excellent durability, and suppress an increase in internal resistance when stored at high temperatures. can do.

本実施形態の非水系二次電池の一例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly an example of the non-aqueous secondary battery of this embodiment. 図1の非水系二次電池のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the non-aqueous secondary battery of FIG.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。本明細書において「〜」を用いて記載される数値範囲は、その前後に記載される数値を含むものである。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In the present specification, numerical ranges described using “to” include numerical values described before and after.

<1.非水系二次電池の全体構成>
本実施形態の電解液は、例えば、非水系二次電池に用いることができる。本実施形態の非水系二次電池としては、例えば、
正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な正極材料を含有する正極と、
負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な負極材料、並びに金属リチウムからなる群より選ばれる1種以上の負極材料を含有する負極と、
を備えるリチウムイオン二次電池が挙げられる。
<1. Overall configuration of non-aqueous secondary battery>
The electrolyte solution of this embodiment can be used for a non-aqueous secondary battery, for example. As the non-aqueous secondary battery of this embodiment, for example,
A positive electrode containing a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium ions as a positive electrode active material;
As a negative electrode active material, a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium ions, and a negative electrode containing one or more negative electrode materials selected from the group consisting of metallic lithium,
A lithium ion secondary battery comprising

本実施形態の非水系二次電池としては、具体的には、図1及び2に図示される非水系二次電池であってもよい。ここで、図1は非水系二次電池を概略的に表す平面図であり、図2は図1のA−A線断面図である。   Specifically, the non-aqueous secondary battery of the present embodiment may be the non-aqueous secondary battery illustrated in FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a plan view schematically showing a non-aqueous secondary battery, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

非水系二次電池100は、2枚のアルミニウムラミネートフィルムで構成した電池外装110の空間120内に、正極150と負極160とをセパレータ170を介して積層して構成した積層電極体と、非水系電解液(図示せず)とを収容している。電池外装110は、その外周部において、上下のアルミニウムラミネートフィルムを熱融着することにより封止されている。正極150、セパレータ170、及び負極160を順に積層した積層体には、非水系電解液が含浸されている。なお、図2では、図面が煩雑になることを避けるために、電池外装110を構成している各層、並びに正極150及び負極160の各層を区別して示していない。   The non-aqueous secondary battery 100 includes a laminated electrode body formed by laminating a positive electrode 150 and a negative electrode 160 with a separator 170 in a space 120 of a battery exterior 110 constituted by two aluminum laminate films, and a non-aqueous battery. An electrolytic solution (not shown) is accommodated. The battery exterior 110 is sealed by heat-sealing upper and lower aluminum laminate films at the outer periphery thereof. The laminate in which the positive electrode 150, the separator 170, and the negative electrode 160 are sequentially laminated is impregnated with a non-aqueous electrolyte solution. In FIG. 2, each layer constituting the battery exterior 110 and each layer of the positive electrode 150 and the negative electrode 160 are not shown separately in order to avoid the drawing from being complicated.

電池外装110を構成しているアルミニウムラミネートフィルムは、アルミニウム箔の両面をポリオレフィン系の樹脂でコートしたものであることが好ましい。   It is preferable that the aluminum laminated film which comprises the battery exterior 110 is what coat | covered both surfaces of aluminum foil with polyolefin resin.

正極150は、電池100内で正極リード体130と接続している。図示していないが、負極160も、電池1内で負極リード体140と接続している。そして、正極リード体130及び負極リード体140は、それぞれ、外部の機器等と接続可能なように、片端側が電池外装110の外側に引き出されており、それらのアイオノマー部分が、電池外装110の1辺と共に熱融着されている。   The positive electrode 150 is connected to the positive electrode lead body 130 in the battery 100. Although not shown, the negative electrode 160 is also connected to the negative electrode lead body 140 in the battery 1. Each of the positive electrode lead body 130 and the negative electrode lead body 140 is drawn to the outside of the battery outer casing 110 so that it can be connected to an external device or the like. It is heat-sealed with the sides.

図1及び2に図示される非水系二次電池100は、正極150及び負極160が、それぞれ1枚ずつの積層電極体を有しているが、容量設計により正極150及び負極160の積層枚数を適宜増やすことができる。正極150及び負極160をそれぞれ複数枚有する積層電極体の場合には、同一極のタブ同士を溶接等により接合したうえで1つのリード体に溶接等により接合して電池外部に取り出してもよい。上記同一極のタブとしては、集電体の露出部から構成される態様、集電体の露出部に金属片を溶接して構成される態様等が可能である。   In the non-aqueous secondary battery 100 illustrated in FIGS. 1 and 2, the positive electrode 150 and the negative electrode 160 each have a single laminated electrode body. It can be increased as appropriate. In the case of a laminated electrode body having a plurality of each of the positive electrode 150 and the negative electrode 160, the tabs of the same electrode may be joined by welding or the like, and then joined to one lead body by welding or the like and taken out of the battery. As the tab of the same polarity, an aspect constituted by an exposed portion of the current collector, an aspect constituted by welding a metal piece to the exposed portion of the current collector, and the like are possible.

正極150は、正極合剤から作製した正極活物質層と、正極集電体とから構成される。負極160は、負極合剤から作製した負極活物質層と、負極集電体とから構成される。正極150及び負極160は、セパレータ170を介して正極活物質層と負極活物質層とが対向するように配置される。   The positive electrode 150 includes a positive electrode active material layer made from a positive electrode mixture and a positive electrode current collector. The negative electrode 160 includes a negative electrode active material layer made from a negative electrode mixture and a negative electrode current collector. The positive electrode 150 and the negative electrode 160 are disposed so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other with the separator 170 interposed therebetween.

以下、正極及び負極の総称として「電極」、正極活物質層及び負極活物質層の総称として「電極活物質層」、正極合剤及び負極合剤の総称として「電極合剤」とも略記する。   Hereinafter, the term “electrode” is abbreviated as a generic term for the positive electrode and the negative electrode, the term “electrode active material layer” is a generic term for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the term “electrode mixture” is generically termed for the positive electrode mixture and the negative electrode mixture.

これらの各部材としては、本実施形態における各要件を満たしていれば、従来のリチウムイオン二次電池に備えられる材料を用いることができ、例えば後述の材料であってもよい。以下、非水系二次電池の各部材について詳細に説明する。   As each of these members, a material provided in a conventional lithium ion secondary battery can be used as long as each requirement in the present embodiment is satisfied. For example, the following materials may be used. Hereinafter, each member of the non-aqueous secondary battery will be described in detail.

<2.電解液>
本実施形態の非水系電解液(以下、単に「電解液」ともいう。)は、
非水系溶媒と、
シュウ酸基を有する有機リチウム塩と、
下記一般式(1):

Figure 0006564336
{式(1)中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アリル基、プロパギル基、フェニル基、ベンジル基、ピリジル基、アミノ基、ピロリジルメチル基、トリメチルシリル基、ニトリル基、アセチル基、トリフルオロアセチル基、クロロメチル基、メトキシメチル基、イソシアノメチル基、メチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、アジ化スルホニル基、ピリジルスルホニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニロキシ基、ビス(N,N’−アルキル)アミノメチル基、又はビス(N,N’−アルキル)アミノエチル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフッ素置換アルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のフッ素置換アルコキシ基、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、又はハロゲン原子であり、そして、kは0〜4の整数である。}で表される化合物と、を含有し、かつ、
シュウ酸リチウムの含有量が0〜500ppmである。 <2. Electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as “electrolyte solution”)
A non-aqueous solvent,
An organic lithium salt having an oxalic acid group;
The following general formula (1):
Figure 0006564336
{In Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, allyl group, propargyl group, phenyl group, benzyl group, pyridyl group, amino group, pyrrolidylmethyl group, trimethylsilyl group, nitrile group, acetyl group Group, trifluoroacetyl group, chloromethyl group, methoxymethyl group, isocyanomethyl group, methylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, sulfonyl azide group, pyridylsulfonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyloxy group, bis ( N, N′-alkyl) aminomethyl group or bis (N, N′-alkyl) aminoethyl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a fluorine-substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitrile group, a nitro group, an amino group, or a halogen Is an atom, and k is an integer of 0-4. And a compound represented by:
The content of lithium oxalate is 0 to 500 ppm.

本実施形態の非水系電解液は、水分を実質的に含まないことが好ましい。本願明細書において「実質的に含まない」とは、本発明の課題解決を阻害しない範囲であれば、対象の成分をごく微量含有してもよいことをいう。そのような水分の含有量は、電解液の全量に対して、好ましくは0〜100ppmである。   It is preferable that the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment does not substantially contain moisture. In the present specification, “substantially does not contain” means that a very small amount of the target component may be contained as long as it does not inhibit the solution of the problem of the present invention. The water content is preferably 0 to 100 ppm with respect to the total amount of the electrolytic solution.

本実施形態の非水系電解液は、アセトニトリルを実質的に含まないことが好ましく、アセトニトリルを含まないことがより好ましい。非水系電解液は、アセトニトリルを実質的に含まない場合、負極劣化を抑制できる観点から好ましい。   The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment preferably does not substantially contain acetonitrile, and more preferably does not contain acetonitrile. The non-aqueous electrolyte solution is preferable from the viewpoint of suppressing negative electrode deterioration when it does not substantially contain acetonitrile.

<2−1.非水系溶媒>
本実施形態でいう「非水系溶媒」とは、電解液中からリチウム塩及び窒素含有環状化合物を除いた要素をいう。後述するリチウム塩及び窒素含有環状化合物は、非水系溶媒に含まない。
<2-1. Non-aqueous solvent>
The “non-aqueous solvent” in the present embodiment refers to an element obtained by removing a lithium salt and a nitrogen-containing cyclic compound from an electrolyte solution. The lithium salt and nitrogen-containing cyclic compound described later are not included in the non-aqueous solvent.

非水系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;非プロトン性溶媒等が挙げられる。中でも、非プロトン性極性溶媒が好ましい。   Examples of the non-aqueous solvent include alcohols such as methanol and ethanol; aprotic solvents and the like. Among these, an aprotic polar solvent is preferable.

上記非水系溶媒のうち、非プロトン性溶媒の具体例としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、トランス−2,3−ブチレンカーボネート、シス−2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、トランス−2,3−ペンチレンカーボネート、シス−2,3−ペンチレンカーボネート、及びビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、及びビニルエチレンカーボネートに代表される環状カーボネート;4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、シス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、トランス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4,5−トリフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4,5,5−テトラフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、及び4,4,5−トリフルオロ−5−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オンに代表されるフルオロエチレンカーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、及びε−カプロラクトンに代表されるラクトン;エチレンサルファイト、プロピレンサルファイト、ブチレンサルファイト、ペンテンサルファイト、スルホラン、3−メチルスルホラン、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1−プロペン1,3−スルトン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、及びエチレングリコールサルファイトに代表される硫黄化合物;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、及び1,3−ジオキサンに代表される環状エーテル;エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、及びメチルトリフルオロエチルカーボネートに代表される鎖状カーボネート;トリフルオロジメチルカーボネート、トリフルオロジエチルカーボネート、及びトリフルオロエチルメチルカーボネートに代表される鎖状フッ素化カーボネート;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、及びアクリロニトリルに代表されるモノニトリル;メトキシアセトニトリル及び3−メトキシプロピオニトリルに代表されるアルコキシ基置換ニトリル;マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、1,4−ジシアノヘプタン、1,5−ジシアノペンタン、1,6−ジシアノヘキサン、1,7−ジシアノヘプタン、2,6−ジシアノヘプタン、1,8−ジシアノオクタン、2,7−ジシアノオクタン、1,9−ジシアノノナン、2,8−ジシアノノナン、1,10−ジシアノデカン、1,6−ジシアノデカン、及び2,4−ジメチルグルタロニトリルに代表されるジニトリル;ベンゾニトリルに代表される環状ニトリル;プロピオン酸メチルに代表される鎖状エステル;ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、1,3−ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、及びテトラグライムに代表される鎖状エーテル;Rf−OR(Rfはフッ素原子を含有するアルキル基、Rはフッ素原子を含有してもよい有機基)に代表されるフッ素化エーテル;アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンに代表されるケトン類等の他、これらのフッ素化物に代表されるハロゲン化物が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 Among the non-aqueous solvents, specific examples of the aprotic solvent include, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, trans-2,3-butylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, trans-2,3-pentylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, and cyclic carbonates typified by vinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, and vinylethylene carbonate 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, trans -4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-o 4,4,5-trifluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3-dioxolan-2-one, and 4,4,5-trifluoro Fluoroethylene carbonate typified by -5-methyl-1,3-dioxolan-2-one; typified by γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, and ε-caprolactone Lactones; ethylene sulfite, propylene sulfite, butylene sulfite, pentene sulfite, sulfolane, 3-methylsulfolane, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1-propene 1,3-sultone, dimethyl Sulfoxide, tetramethylene sulfoxide, and ethylene glycol sulfide Sulfur compounds represented by: cyclic ethers represented by tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and 1,3-dioxane; ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate , Chain carbonates typified by dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate, and methyl trifluoroethyl carbonate; typified by trifluorodimethyl carbonate, trifluorodiethyl carbonate, and trifluoroethyl methyl carbonate Chain fluorinated carbonate: acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, benzonitrile And mononitriles represented by acrylonitrile; alkoxy group-substituted nitriles represented by methoxyacetonitrile and 3-methoxypropionitrile; malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 1,4-dicyanoheptane, 1, 5-dicyanopentane, 1,6-dicyanohexane, 1,7-dicyanoheptane, 2,6-dicyanoheptane, 1,8-dicyanooctane, 2,7-dicyanooctane, 1,9-dicyanononane, 2,8- Dicyanononane, 1,10-dicyanodecane, 1,6-dicyanodecane, and dinitriles represented by 2,4-dimethylglutaronitrile; cyclic nitriles represented by benzonitrile; chain esters represented by methyl propionate Dimethoxyethane, diethyl ether , 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme, and a chain ether represented by tetraglyme; Rf 4 -OR 5 (Rf 4 is an alkyl group containing fluorine atom, R 5 may contain a fluorine atom Fluorinated ethers typified by organic groups); ketones typified by acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, and halides typified by these fluorinated products. These are used singly or in combination of two or more.

これらその他の非水系溶媒の中でも、環状カーボネート及び鎖状カーボネートのうちの1種以上を使用することがより好ましい。ここで、環状カーボネート及び鎖状カーボネートとして前記に例示したもののうちの1種のみを選択して使用してもよく、2種以上(例えば、前記例示の環状カーボネートのうちの2種以上、前記例示の鎖状カーボネートのうちの2種以上、又は前記例示の環状カーボネートのうちの1種以上及び前記例示の鎖状カーボネートのうちの1種以上からなる2種以上)を使用してもよい。これらの中でも、環状カーボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、又はフルオロエチレンカーボネートがより好ましく、鎖状カーボネートとしてはエチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、又はジエチルカーボネートがより好ましい。そして、環状カーボネートを使用することが更に好ましい。   Among these other non-aqueous solvents, it is more preferable to use one or more of cyclic carbonates and chain carbonates. Here, only one of those exemplified above as the cyclic carbonate and the chain carbonate may be selected and used, or two or more (for example, two or more of the above-mentioned cyclic carbonates, the above examples) Two or more of the chain carbonates, or one or more of the exemplified cyclic carbonates and two or more of the exemplified chain carbonates may be used. Among these, ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, or fluoroethylene carbonate is more preferable as the cyclic carbonate, and ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, or diethyl carbonate is more preferable as the chain carbonate. It is more preferable to use a cyclic carbonate.

環状カーボネートの含有量については、特に制限はないが、非水系溶媒の全体量に対して、3〜100体積%であることが好ましい。イオンを解離させる観点から、環状カーボネートの含有量は、非水系溶媒の全体量に対して、5体積%以上であることがより好ましく、10体積%以上であることが更に好ましい。また、粘度を下げる観点から、85体積%以下であることがより好ましく、66体積%以下であることが更に好ましい。環状カーボネートの含有量が非水系溶媒の全体量に対して10体積%以上である場合、リチウム塩の溶解を促進することができる。非水系溶媒中の環状カーボネートの含有量が上述の範囲内にある場合、環状カーボネートの優れた性能を維持しながら、高温耐久性能及びその他の電池特性を一層良好なものとすることができる傾向にある。   Although there is no restriction | limiting in particular about content of a cyclic carbonate, It is preferable that it is 3-100 volume% with respect to the whole quantity of a non-aqueous solvent. From the viewpoint of dissociating ions, the content of the cyclic carbonate is more preferably 5% by volume or more, and further preferably 10% by volume or more with respect to the total amount of the non-aqueous solvent. Further, from the viewpoint of lowering the viscosity, it is more preferably 85% by volume or less, and further preferably 66% by volume or less. When content of cyclic carbonate is 10 volume% or more with respect to the whole quantity of a non-aqueous solvent, melt | dissolution of lithium salt can be accelerated | stimulated. When the content of the cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is within the above range, the high temperature durability performance and other battery characteristics tend to be further improved while maintaining the excellent performance of the cyclic carbonate. is there.

<2−2.リチウム塩>
本実施形態において、リチウム塩は、シュウ酸基を有する有機リチウム塩を含むことを特徴としている。シュウ酸基を有する有機リチウム塩を添加することは、非水系二次電池の負荷特性改善及び充放電サイクル特性改善に効果がある。
<2-2. Lithium salt>
In this embodiment, the lithium salt includes an organic lithium salt having an oxalic acid group. Addition of an organic lithium salt having an oxalic acid group is effective in improving load characteristics and charge / discharge cycle characteristics of a non-aqueous secondary battery.

ここで、「有機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含むリチウム塩をいい、「無機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含まないリチウム塩をいう。また、「フッ素含有無機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含まず、フッ素原子をアニオンに含むリチウム塩をいう。   Here, “organic lithium salt” refers to a lithium salt containing a carbon atom as an anion, and “inorganic lithium salt” refers to a lithium salt not containing a carbon atom as an anion. The “fluorine-containing inorganic lithium salt” refers to a lithium salt that does not contain a carbon atom in an anion and contains a fluorine atom in an anion.

シュウ酸基を有する有機リチウム塩の具体例としては、例えば、LiB(C、LiBF(C)、LiPF(C)、及びLiPF(Cのそれぞれで表される有機リチウム塩等が挙げられ、中でもLiB(C及びLiBF(C)で表されるリチウム塩から選ばれる少なくとも1種のリチウム塩が好ましい。また、これらのうちの1種又は2種以上を、フッ素含有無機リチウム塩と共に使用することがより好ましい。 Specific examples of the organic lithium salt having an oxalic acid group include, for example, LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiPF 4 (C 2 O 4 ), and LiPF 2 (C 2 O 4 ) An organic lithium salt represented by each of 2 and the like, and among others, at least one lithium salt selected from lithium salts represented by LiB (C 2 O 4 ) 2 and LiBF 2 (C 2 O 4 ) Is preferred. Moreover, it is more preferable to use 1 type, or 2 or more types of these with fluorine-containing inorganic lithium salt.

前記のシュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液への添加量は、その使用による効果をより良好に確保する観点から、非水系電解液の非水系溶媒1L当たりの量として、0.005モル以上であることが好ましく、0.02モル以上であることがより好ましく、0.05モル以上であることが更に好ましい。ただし、前記のシュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液中の量が多すぎると析出する恐れがある。よって、前記のシュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液への添加量は、非水系電解液の非水系溶媒1L当たりの量で、1.0モル未満であることが好ましく、0.5モル未満であることがより好ましく、0.2モル未満であることが更に好ましい。   The addition amount of the organolithium salt having an oxalic acid group to the non-aqueous electrolyte is, as the amount per 1 L of the non-aqueous solvent, of the non-aqueous electrolyte is 0. The amount is preferably 005 mol or more, more preferably 0.02 mol or more, and further preferably 0.05 mol or more. However, if the amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group in the non-aqueous electrolyte is too large, it may be precipitated. Therefore, the addition amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group to the non-aqueous electrolyte is preferably less than 1.0 mol per liter of the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte. More preferably, it is less than 5 mol, and still more preferably less than 0.2 mol.

前記のシュウ酸基を有する有機リチウム塩は、極性の低い有機溶媒、特に鎖状カーボネートに対して難溶性であることが知られている。シュウ酸基を有する有機リチウム塩は、微量のシュウ酸リチウムを含有している場合があり、さらに、非水系電解液として混合する際にも、他の原料に含まれる微量の水分と反応して、シュウ酸リチウムの白色沈殿を新たに発生させる場合がある。発明者らは、このシュウ酸リチウムが大量に存在すると、非水系二次電池における電気化学的な抵抗成分として大きな障害となる可能性があることを見いだした。したがって、本実施形態の非水系電解液におけるシュウ酸リチウムの含有量は、0〜500ppmである。シュウ酸リチウムの含有量は、0〜300ppmであることが好ましく、0〜50ppmであることがより好ましい。また、デカンテーション及び濾過から選ばれる少なくとも1種の方法により除去して、シュウ酸リチウムの含有量を上記範囲内にすることが好ましい。   The organic lithium salt having an oxalic acid group is known to be hardly soluble in an organic solvent having a low polarity, particularly a chain carbonate. The organic lithium salt having an oxalate group may contain a small amount of lithium oxalate, and when mixed as a non-aqueous electrolyte, it reacts with a small amount of water contained in other raw materials. In some cases, a white precipitate of lithium oxalate is newly generated. The inventors have found that the presence of a large amount of this lithium oxalate can be a major obstacle as an electrochemical resistance component in a non-aqueous secondary battery. Therefore, the content of lithium oxalate in the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment is 0 to 500 ppm. The content of lithium oxalate is preferably 0 to 300 ppm, and more preferably 0 to 50 ppm. Moreover, it is preferable to remove by at least one method selected from decantation and filtration so that the content of lithium oxalate is within the above range.

本実施形態において、フッ素含有無機リチウム塩は、正極集電体である金属箔の表面に不働態皮膜を形成し、正極集電体の腐食を抑制する点で優れている。また、溶解性、伝導度、及び電離度という観点からも優れている。フッ素含有無機リチウム塩の具体例としては、例えば、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSiF、LiSbF、Li1212−b〔bは0〜3の整数〕、LiN(SOF)等が挙げられる。 In the present embodiment, the fluorine-containing inorganic lithium salt is excellent in that it forms a passive film on the surface of the metal foil that is the positive electrode current collector and suppresses corrosion of the positive electrode current collector. It is also excellent from the viewpoint of solubility, conductivity, and ionization degree. Specific examples of the fluorine-containing inorganic lithium salt include, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiSbF 6 , Li 2 B 12 F b H 12-b [b is an integer of 0 to 3], LiN (SO 2 F) 2 and the like.

これらのフッ素含有無機リチウム塩は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。フッ素含有無機リチウム塩として、LiFとルイス酸との複塩である化合物が望ましく、中でも、リン原子を有するフッ素含有無機リチウム塩を用いると、遊離のフッ素原子を放出し易くなることからより好ましく、LiPFが特に好ましい。また、フッ素含有無機リチウム塩として、ホウ素原子を有するフッ素含有無機リチウム塩を用いると、電池劣化を招くおそれのある過剰な遊離酸成分を捕捉し易くなることから好ましく、このような観点からはLiBFが特に好ましい。 These fluorine-containing inorganic lithium salts are used singly or in combination of two or more. As the fluorine-containing inorganic lithium salt, a compound that is a double salt of LiF and a Lewis acid is desirable. Among them, the use of a fluorine-containing inorganic lithium salt having a phosphorus atom is more preferable because it easily releases a free fluorine atom, LiPF 6 is particularly preferred. Further, when a fluorine-containing inorganic lithium salt having a boron atom is used as the fluorine-containing inorganic lithium salt, it is preferable because an excessive free acid component that may cause battery deterioration is easily captured. From such a viewpoint, LiBF 4 is particularly preferred.

本実施形態の非水系電解液におけるフッ素含有無機リチウム塩の含有量については、特に制限はないが、非水系溶媒1Lに対して0.2mol以上であることが好ましく、0.5mol以上であることがより好ましく、0.8mol以上であることが更に好ましい。また、非水系溶媒1Lに対して15mol以下であることが好ましく、4mol以下であることがより好ましく、2.8mol以下であることが更に好ましい。フッ素含有無機リチウム塩の含有量が上述の範囲内にある場合、イオン伝導度が増大し高出力特性を発現できる傾向にある。   Although there is no restriction | limiting in particular about content of the fluorine-containing inorganic lithium salt in the non-aqueous electrolyte solution of this embodiment, It is preferable that it is 0.2 mol or more with respect to 1 L of non-aqueous solvents, and it is 0.5 mol or more. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 0.8 mol or more. Moreover, it is preferable that it is 15 mol or less with respect to 1 L of non-aqueous solvents, It is more preferable that it is 4 mol or less, It is still more preferable that it is 2.8 mol or less. When the content of the fluorine-containing inorganic lithium salt is within the above range, the ionic conductivity tends to increase and high output characteristics tend to be exhibited.

本実施形態におけるリチウム塩として、フッ素含有無機リチウム塩以外に、一般に非水系二次電池用に用いられているリチウム塩を補助的に添加してもよい。その他のリチウム塩の具体例としては、例えば、LiClO、LiAlO、LiAlCl、LiB10Cl10、クロロボランLi等のフッ素原子をアニオンに含まない無機リチウム塩;LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO(n≧2)、低級脂肪族カルボン酸Li、四フェニルホウ酸Li等の有機リチウム塩;LiN(SOCF、LiN(SO等のLiN(SO2m+1〔mは1〜8の整数〕で表される有機リチウム塩;LiPF(CF)等のLiPF(C2p+16−n〔nは1〜5の整数、pは1〜8の整数〕で表される有機リチウム塩;LiBF(CF)等のLiBF(C2s+14−q〔qは1〜3の整数、sは1〜8の整数〕で表される有機リチウム塩;多価アニオンと結合されたリチウム塩;下記一般式(2a)、(2b)、及び(2c);
LiC(SO)(SO)(SO) (2a)
LiN(SOOR)(SOOR10) (2b)
LiN(SO11)(SOOR12) (2c)
{式中、R、R、R、R、R10、R11、及びR12は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を示す。}のそれぞれで表される有機リチウム塩等が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を、シュウ酸基を有する有機リチウム塩と共に使用することができる。
In addition to the fluorine-containing inorganic lithium salt, a lithium salt generally used for a non-aqueous secondary battery may be supplementarily added as the lithium salt in the present embodiment. Specific examples of other lithium salts include inorganic lithium salts that do not contain fluorine atoms such as LiClO 4 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiB 10 Cl 10 , and chloroborane Li in the anion; LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), lower aliphatic carboxylic acid Li, tetraphenylborate Li, etc. An organic lithium salt represented by LiN (SO 2 C m F 2m + 1 ) 2 [m is an integer of 1 to 8] such as LiN (SO 2 CF 3 ) 2 or LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ; 5 (CF 3 ) and the like LiPF n (C p F 2p + 1 ) 6-n [n is an integer of 1 to 5, p is an integer of 1 to 8] Salt; LiBF q (C s F 2s + 1 ) 4-q such as LiBF 3 (CF 3 ) 4-q [q is an integer of 1 to 3, s is an integer of 1 to 8]; A bonded lithium salt; the following general formulas (2a), (2b), and (2c);
LiC (SO 2 R 6) ( SO 2 R 7) (SO 2 R 8) (2a)
LiN (SO 2 OR 9 ) (SO 2 OR 10 ) (2b)
LiN (SO 2 R 11 ) (SO 2 OR 12 ) (2c)
{Wherein R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , and R 12 may be the same as or different from each other, and represent a C 1-8 perfluoroalkyl group. Show. }, And one or more of them can be used together with an organic lithium salt having an oxalic acid group.

<2−3.窒素含有環状化合物>
本実施形態における電解液は、添加剤として下記一般式(1):

Figure 0006564336
{式(1)中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アリル基、プロパギル基、フェニル基、ベンジル基、ピリジル基、アミノ基、ピロリジルメチル基、トリメチルシリル基、ニトリル基、アセチル基、トリフルオロアセチル基、クロロメチル基、メトキシメチル基、イソシアノメチル基、メチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、アジ化スルホニル基、ピリジルスルホニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニロキシ基、ビス(N,N’−アルキル)アミノメチル基、又はビス(N,N’−アルキル)アミノエチル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフッ素置換アルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のフッ素置換アルコキシ基、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、又はハロゲン原子であり、そして、kは0〜4の整数である。}で表される窒素含有環状化合物を含有することを特徴としている。 <2-3. Nitrogen-containing cyclic compound>
The electrolytic solution in the present embodiment has the following general formula (1) as an additive:
Figure 0006564336
{In Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, allyl group, propargyl group, phenyl group, benzyl group, pyridyl group, amino group, pyrrolidylmethyl group, trimethylsilyl group, nitrile group, acetyl group Group, trifluoroacetyl group, chloromethyl group, methoxymethyl group, isocyanomethyl group, methylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, sulfonyl azide group, pyridylsulfonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyloxy group, bis ( N, N′-alkyl) aminomethyl group or bis (N, N′-alkyl) aminoethyl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a fluorine-substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitrile group, a nitro group, an amino group, or a halogen Is an atom, and k is an integer of 0-4. } It contains the nitrogen-containing cyclic compound represented by this.

本実施形態における窒素含有環状化合物の具体例を以下に例示する。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。

Figure 0006564336
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Specific examples of the nitrogen-containing cyclic compound in the present embodiment are exemplified below. These are used singly or in combination of two or more.
Figure 0006564336
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Figure 0006564336

ここで、分子量が小さいほど単位質量あたりのモル数が増えるため、上記一般式(1)で表される化合物のRは炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、kは0であることが好ましい。シュウ酸基を有する有機リチウム塩と窒素含有環状化合物とを共に使用することによって、強固なSEIが形成され、優れた耐久性能を発揮するとともに、高温で貯蔵した際の内部抵抗の増加を抑制することができる。 Here, since the number of moles per unit mass increases as the molecular weight decreases, R 1 of the compound represented by the general formula (1) is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and k is 0. Preferably there is. By using both an organic lithium salt having an oxalic acid group and a nitrogen-containing cyclic compound, a strong SEI is formed, which exhibits excellent durability and suppresses an increase in internal resistance when stored at high temperatures. be able to.

本実施形態における電解液中の窒素含有環状化合物の含有量については、特に制限はないが、電解液の全量を基準として、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.02〜5質量%であることがより好ましく、0.03〜3質量%であることが更に好ましい。本実施形態において、窒素含有環状化合物は、シュウ酸基を有する有機リチウム塩と共に使用することによって強固なSEIを形成する。従ってシュウ酸基を有する有機リチウム塩と該窒素含有環状化合物を共に含有する非水系二次電池は、優れた耐久性能を発揮するとともに、高温で貯蔵した際の内部抵抗の増加を抑制することができる。しかしながら、本実施形態における窒素含有環状化合物は、π共役平面の影響により、必ずしも溶解性が高いわけではない。従って、該窒素含有環状化合物の含有量を上述の範囲内に調整することによって、非水系二次電池としての基本的な機能を損なうことなく、強固なSEIを形成できることとなり、充放電に伴う内部抵抗の増加を低減できるのである。このような組成で電解液を調製することにより、得られる非水系二次電池において、電池特性のすべてをより一層良好なものとすることができる傾向にある。   Although there is no restriction | limiting in particular about content of the nitrogen-containing cyclic compound in the electrolyte solution in this embodiment, It is preferable that it is 0.01-10 mass% on the basis of the whole quantity of electrolyte solution, and 0.02-5 It is more preferable that it is mass%, and it is still more preferable that it is 0.03-3 mass%. In this embodiment, the nitrogen-containing cyclic compound forms a strong SEI when used with an organolithium salt having an oxalic acid group. Therefore, the non-aqueous secondary battery containing both the organic lithium salt having an oxalic acid group and the nitrogen-containing cyclic compound exhibits excellent durability and suppresses an increase in internal resistance when stored at high temperatures. it can. However, the nitrogen-containing cyclic compound in the present embodiment is not necessarily highly soluble due to the influence of the π conjugate plane. Therefore, by adjusting the content of the nitrogen-containing cyclic compound within the above-mentioned range, it is possible to form a strong SEI without impairing the basic function as a non-aqueous secondary battery. The increase in resistance can be reduced. By preparing the electrolytic solution with such a composition, all of the battery characteristics tend to be further improved in the obtained non-aqueous secondary battery.

<2−4.その他の任意的添加剤>
本実施形態においては、非水系二次電池の充放電サイクル特性の改善、高温貯蔵性、安全性の向上(例えば過充電防止等)等の目的で、非水系電解液に、例えば、無水酸、スルホン酸エステル、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、tert−ブチルベンゼン、リン酸エステル〔エチルジエチルホスホノアセテート(EDPA):(CO)(P=O)−CH(C=O)OC、リン酸トリス(トリフルオロエチル)(TFEP):(CFCHO)P=O、リン酸トリフェニル(TPP):(CO)P=O等〕等、及びこれらの化合物の誘導体等から選択される任意的添加剤を、適宜含有させることもできる。特に前記のリン酸エステルは、貯蔵時の副反応を抑制する作用があり、効果的である。
<2-4. Other optional additives>
In the present embodiment, for the purpose of improving the charge / discharge cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery, high-temperature storage property, improving safety (for example, preventing overcharge, etc.), the non-aqueous electrolyte solution includes, for example, anhydrous acid, Sulfonic acid ester, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, tert-butylbenzene, phosphoric acid ester [ethyl diethylphosphonoacetate (EDPA): (C 2 H 5 O) 2 (P═O) —CH 2 ( C═O) OC 2 H 5 , tris (trifluoroethyl) phosphate (TFEP): (CF 3 CH 2 O) 3 P═O, triphenyl phosphate (TPP): (C 6 H 5 O) 3 P ═O etc.] and the like, and optional additives selected from derivatives of these compounds and the like can be appropriately contained. In particular, the phosphoric acid ester has an effect of suppressing side reactions during storage and is effective.

<3.正極>
正極150は、正極合剤から作製した正極活物質層と、正極集電体とから構成される。正極150は、非水系二次電池の正極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。
<3. Positive electrode>
The positive electrode 150 includes a positive electrode active material layer made from a positive electrode mixture and a positive electrode current collector. The positive electrode 150 is not particularly limited as long as it functions as a positive electrode of a non-aqueous secondary battery, and may be a known one.

正極活物質層は、正極活物質を含有し、場合により導電助剤及びバインダーを更に含有する。   The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material and optionally further contains a conductive additive and a binder.

正極活物質層は、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料を含有することが好ましい。正極活物質層は、正極活物質とともに、必要に応じて導電助剤及びバインダーを含有することが好ましい。このような材料を用いる場合、高電圧及び高エネルギー密度を得ることができる傾向にあるので好ましい。   The positive electrode active material layer preferably contains a material capable of inserting and extracting lithium ions as the positive electrode active material. It is preferable that a positive electrode active material layer contains a conductive support agent and a binder as needed with a positive electrode active material. The use of such a material is preferable because a high voltage and a high energy density tend to be obtained.

正極活物質としては、例えば、下記の一般式(3a)及び(3b):
LiMO (3a)
Li (3b)
{式中、Mは少なくとも1種の遷移金属元素を含む1種以上の金属元素を示し、xは0〜1.1の数、yは0〜2の数を示す。}のそれぞれで表されるリチウム含有化合物、及びその他のリチウム含有化合物が挙げられる。
Examples of the positive electrode active material include the following general formulas (3a) and (3b):
Li x MO 2 (3a)
Li y M 2 O 4 (3b)
{In the formula, M represents one or more metal elements including at least one transition metal element, x represents a number of 0 to 1.1, and y represents a number of 0 to 2. }, A lithium-containing compound represented by each of the above and other lithium-containing compounds.

一般式(3a)及び(3b)のそれぞれで表されるリチウム含有化合物としては、例えば、LiCoOに代表されるリチウムコバルト酸化物;LiMnO、LiMn、及びLiMnに代表されるリチウムマンガン酸化物;LiNiOに代表されるリチウムニッケル酸化物;LiMO(MはNi、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含み、且つ、Ni、Mn、Co、Al、及びMgからなる群より選ばれる2種以上の金属元素を示し、zは0.9超1.2未満の数を示す)で表されるリチウム含有複合金属酸化物等が挙げられる。 Examples of the lithium-containing compound represented by each of the general formulas (3a) and (3b) include lithium cobalt oxides typified by LiCoO 2 ; LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , and Li 2 Mn 2 O 4 . Lithium manganese oxide typified; Lithium nickel oxide typified by LiNiO 2 ; Li z MO 2 (M contains at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co, and Ni, Mn 2 or more metal elements selected from the group consisting of Co, Al, and Mg, and z represents a number of more than 0.9 and less than 1.2. It is done.

一般式(3a)及び(3b)のそれぞれで表されるリチウム含有化合物以外のリチウム含有化合物としては、リチウムを含有するものであれば特に限定されない。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物、リチウムを有する金属カルコゲン化物、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸金属化合物、及びリチウムと遷移金属元素とを含むケイ酸金属化合物(例えばLiSiO、Mは一般式(3a)と同義であり、tは0〜1の数、uは0〜2の数を示す。)が挙げられる。より高い電圧を得る観点から、リチウム含有化合物としては、特に、
リチウムと、
コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、及びチタン(Ti)からなる群より選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素と、
を含む複合酸化物、及びリン酸金属化合物が好ましい。
The lithium-containing compound other than the lithium-containing compound represented by each of the general formulas (3a) and (3b) is not particularly limited as long as it contains lithium. Examples of such a lithium-containing compound include a composite oxide containing lithium and a transition metal element, a metal chalcogenide containing lithium, a metal phosphate compound containing lithium and a transition metal element, and lithium and a transition metal element. (For example, Li t M u SiO 4 , M is as defined in the general formula (3a), t is a number from 0 to 1, and u is a number from 0 to 2). From the viewpoint of obtaining a higher voltage, as the lithium-containing compound, in particular,
With lithium,
Selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), chromium (Cr), vanadium (V), and titanium (Ti) At least one transition metal element,
The composite oxide containing and a metal phosphate compound are preferable.

リチウム含有化合物としてより具体的には、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物又はリチウムと遷移金属元素とを含む金属カルコゲン化物、及びリチウムを有するリン酸金属化合物がより好ましく、例えば、それぞれ以下の一般式(4a)及び(4b):
Li (4a)
LiIIPO (4b)
{式中、Dは酸素又はカルコゲン元素を示し、M及びMIIはそれぞれ1種以上の遷移金属元素を示し、v及びwの値は、電池の充放電状態によってり、vは0.05〜1.10、wは0.05〜1.10の数を示す。}のそれぞれで表される化合物が挙げられる。
More specifically, the lithium-containing compound is more preferably a composite oxide containing lithium and a transition metal element or a metal chalcogenide containing lithium and a transition metal element, and a metal phosphate compound containing lithium. General formulas (4a) and (4b):
Li v M I D 2 (4a )
Li w M II PO 4 (4b)
{Wherein D represents oxygen or a chalcogen element, M I and M II each represent one or more transition metal elements, and the values of v and w depend on the charge / discharge state of the battery, and v is 0.05 -1.10, w shows the number of 0.05-1.10. }, Compounds represented by each of the above.

上述の一般式(4a)で表されるリチウム含有化合物は層状構造を有し、上述の一般式(4b)で表される化合物はオリビン構造を有する。これらのリチウム含有化合物は、構造を安定化させる等の目的から、Al、Mg、又はその他の遷移金属元素により遷移金属元素の一部を置換したもの、これらの金属元素を結晶粒界に含ませたもの、酸素原子の一部をフッ素原子等で置換したもの、正極活物質表面の少なくとも一部に他の正極活物質を被覆したもの等であってもよい。   The lithium-containing compound represented by the above general formula (4a) has a layered structure, and the compound represented by the above general formula (4b) has an olivine structure. These lithium-containing compounds are obtained by substituting a part of the transition metal element with Al, Mg, or other transition metal elements for the purpose of stabilizing the structure, and include these metal elements in the grain boundaries. It is also possible that the oxygen atom is partially substituted with a fluorine atom or the like, or at least a part of the surface of the positive electrode active material is coated with another positive electrode active material.

本実施形態における正極活物質としては、上記のようなリチウム含有化合物のみを用いてもよいし、該リチウム含有化合物とともにその他の正極活物質を併用してもよい。   As the positive electrode active material in the present embodiment, only the lithium-containing compound as described above may be used, or other positive electrode active material may be used in combination with the lithium-containing compound.

このようなその他の正極活物質としては、例えば、トンネル構造及び層状構造を有する金属酸化物又は金属カルコゲン化物;イオウ;導電性高分子等が挙げられる。トンネル構造及び層状構造を有する金属酸化物、又は金属カルコゲン化物としては、例えば、MnO、FeO、FeS、V、V13、TiO、TiS、MoS、及びNbSeに代表されるリチウム以外の金属の酸化物、硫化物、セレン化物等が挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、及びポリピロールに代表される導電性高分子が挙げられる。 Examples of such other positive electrode active materials include metal oxides or metal chalcogenides having a tunnel structure and a layered structure; sulfur; a conductive polymer. Examples of the metal oxide or metal chalcogenide having a tunnel structure and a layered structure include MnO 2 , FeO 2 , FeS 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , TiS 2 , MoS 2 , and NbSe. 2 includes oxides, sulfides, selenides, and the like of metals other than lithium. Examples of the conductive polymer include conductive polymers represented by polyaniline, polythiophene, polyacetylene, and polypyrrole.

上述のその他の正極活物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられ、特に制限はない。しかしながら、リチウムイオンを可逆安定的に吸蔵及び放出することが可能であり、且つ、高エネルギー密度を達成できることから、前記正極活物質層がNi、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有することが好ましい。   The other positive electrode active materials described above are used alone or in combination of two or more, and are not particularly limited. However, since it is possible to occlude and release lithium ions in a reversible manner and to achieve a high energy density, the positive electrode active material layer is at least one transition metal selected from Ni, Mn, and Co. It is preferable to contain an element.

正極活物質として、リチウム含有化合物とその他の正極活物質とを併用する場合、両者の使用割合としては、正極活物質の全部に対するリチウム含有化合物の使用割合として、80質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましい。   When a lithium-containing compound and another positive electrode active material are used in combination as the positive electrode active material, the use ratio of both is preferably 80% by mass or more, and 85% by mass as the use ratio of the lithium-containing compound to the entire positive electrode active material. % Or more is more preferable.

導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の含有割合は、正極活物質100質量部に対して、10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは1〜5質量部である。   Examples of the conductive aid include carbon black typified by graphite, acetylene black, and ketjen black, and carbon fiber. The content ratio of the conductive assistant is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.

バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、及びフッ素ゴムが挙げられる。バインダーの含有割合は、正極活物質100質量部に対して、6質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5〜4質量部である。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluorine rubber. The content ratio of the binder is preferably 6 parts by mass or less, more preferably 0.5 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.

正極活物質層は、正極活物質と、必要に応じて導電助剤及びバインダーとを混合した正極合剤を溶剤に分散した正極合剤含有スラリーを、正極集電体に塗布及び乾燥(溶媒除去)し、必要に応じてプレスすることにより形成される。このような溶剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。例えば、N―メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、水等が挙げられる。   The positive electrode active material layer is formed by applying a positive electrode mixture-containing slurry, in which a positive electrode mixture obtained by mixing a positive electrode active material and, if necessary, a conductive additive and a binder in a solvent, is applied to a positive electrode current collector and dried (solvent removal) And is formed by pressing as necessary. There is no restriction | limiting in particular as such a solvent, A conventionally well-known thing can be used. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, water and the like can be mentioned.

正極集電体は、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔により構成される。正極集電体は、表面にカーボンコートが施されていてもよく、メッシュ状に加工されていてもよい。正極集電体の厚みは、5〜40μmであることが好ましく、7〜35μmであることがより好ましく、9〜30μmであることが更に好ましい。   The positive electrode current collector is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The positive electrode current collector may have a surface coated with a carbon coat or may be processed into a mesh shape. The thickness of the positive electrode current collector is preferably 5 to 40 μm, more preferably 7 to 35 μm, and still more preferably 9 to 30 μm.

<4.負極>
負極160は、負極合剤から作製した負極活物質層と、負極集電体とから構成される。負極160は、非水系二次電池の負極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。
<4. Negative electrode>
The negative electrode 160 includes a negative electrode active material layer made from a negative electrode mixture and a negative electrode current collector. The negative electrode 160 is not particularly limited as long as it functions as a negative electrode of a non-aqueous secondary battery, and may be a known one.

負極活物質層は、電池電圧を高められるという観点から、負極活物質としてリチウムイオンを0.4V vs.Li/Liよりも卑な電位で吸蔵することが可能な材料を含有することが好ましい。負極活物質層は、負極活物質とともに、必要に応じて導電助剤及びバインダーを含有することが好ましい。 From the viewpoint that the negative electrode active material layer can increase the battery voltage, lithium ion as a negative electrode active material is 0.4 V vs. It is preferable to contain a material that can be occluded at a lower potential than Li / Li + . It is preferable that a negative electrode active material layer contains a conductive support agent and a binder as needed with a negative electrode active material.

負極活物質としては、例えば、アモルファスカーボン(ハードカーボン)、人造黒鉛、天然黒鉛、黒鉛、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、グラファイト、炭素コロイド、及びカーボンブラックに代表される炭素材料の他、金属リチウム、金属酸化物、金属窒化物、リチウム合金、スズ合金、シリコン合金、金属間化合物、有機化合物、無機化合物、金属錯体、有機高分子化合物等が挙げられる。   Examples of the negative electrode active material include amorphous carbon (hard carbon), artificial graphite, natural graphite, graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, organic polymer compound fired body, mesocarbon microbeads, carbon fiber, activated carbon In addition to carbon materials such as graphite, carbon colloid, and carbon black, metal lithium, metal oxide, metal nitride, lithium alloy, tin alloy, silicon alloy, intermetallic compound, organic compound, inorganic compound, metal complex And organic polymer compounds.

負極活物質は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   A negative electrode active material is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の含有割合は、負極活物質100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量部である。   Examples of the conductive aid include carbon black typified by graphite, acetylene black, and ketjen black, and carbon fiber. The content ratio of the conductive assistant is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material.

バインダーとしては、例えば、PVDF、PTFE、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、及びフッ素ゴムが挙げられる。バインダーの含有割合は、負極活物質100質量部に対して、10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5〜6質量部である。   Examples of the binder include PVDF, PTFE, polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluorine rubber. The content ratio of the binder is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 0.5 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material.

負極活物質層は、負極活物質と必要に応じて導電助剤及びバインダーとを混合した負極合剤を溶剤に分散した負極合剤含有スラリーを、負極集電体に塗布及び乾燥(溶媒除去)し、必要に応じてプレスすることにより形成される。このような溶剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。例えば、N―メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、水等が挙げられる。   The negative electrode active material layer is coated with a negative electrode mixture-containing slurry in which a negative electrode mixture obtained by mixing a negative electrode active material and, if necessary, a conductive additive and a binder is dispersed in a solvent, and dried (solvent removal). And it forms by pressing as needed. There is no restriction | limiting in particular as such a solvent, A conventionally well-known thing can be used. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, water and the like can be mentioned.

負極集電体は、例えば、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔により構成される。また、負極集電体は、表面にカーボンコートが施されていてもよいし、メッシュ状に加工されていてもよい。負極集電体の厚みは、5〜40μmであることが好ましく、6〜35μmであることがより好ましく、7〜30μmであることが更に好ましい。   The negative electrode current collector is made of a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The negative electrode current collector may have a carbon coating on the surface or may be processed into a mesh shape. The thickness of the negative electrode current collector is preferably 5 to 40 μm, more preferably 6 to 35 μm, and still more preferably 7 to 30 μm.

<5.セパレータ>
本実施形態における非水系二次電池100は、正極150及び負極160の短絡防止、シャットダウン等の安全性付与の観点から、正極150と負極160との間にセパレータ170を備えることが好ましい。セパレータ170としては、公知の非水系二次電池に備えられるものと同様のものを用いてもよく、イオン透過性が大きく、機械的強度に優れる絶縁性の薄膜が好ましい。セパレータ170としては、例えば、織布、不織布、合成樹脂製微多孔膜等が挙げられ、これらの中でも、合成樹脂製微多孔膜が好ましい。
<5. Separator>
The nonaqueous secondary battery 100 in the present embodiment preferably includes a separator 170 between the positive electrode 150 and the negative electrode 160 from the viewpoint of providing safety such as prevention of short circuit between the positive electrode 150 and the negative electrode 160 and shutdown. The separator 170 may be the same as that provided in a known non-aqueous secondary battery, and is preferably an insulating thin film having high ion permeability and excellent mechanical strength. Examples of the separator 170 include a woven fabric, a nonwoven fabric, and a synthetic resin microporous membrane. Among these, a synthetic resin microporous membrane is preferable.

合成樹脂製微多孔膜としては、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンを主成分として含有する微多孔膜、或いは、これらのポリオレフィンの双方を含有する微多孔膜等のポリオレフィン系微多孔膜が好適に用いられる。不織布としては、例えば、ガラス製、セラミック製、ポリオレフィン製、ポリエステル製、ポリアミド製、液晶ポリエステル製、アラミド製等の耐熱樹脂製の多孔膜が挙げられる。   As the synthetic resin microporous membrane, for example, a microporous membrane containing polyethylene or polypropylene as a main component or a polyolefin microporous membrane such as a microporous membrane containing both of these polyolefins is suitably used. Examples of the nonwoven fabric include a porous film made of a heat resistant resin such as glass, ceramic, polyolefin, polyester, polyamide, liquid crystal polyester, and aramid.

セパレータ170は、1種の微多孔膜を単層又は複数積層した構成であってもよく、2種以上の微多孔膜を積層したものであってもよい。セパレータ170は、2種以上の樹脂材料を溶融混錬した混合樹脂材料を用いて単層又は複数層に積層した構成であってもよい。   The separator 170 may have a configuration in which one type of microporous membrane is laminated or a plurality of microporous membranes may be laminated, or two or more types of microporous membranes may be laminated. The separator 170 may have a configuration in which a single layer or a plurality of layers are stacked using a mixed resin material obtained by melting and kneading two or more kinds of resin materials.

<6.電池外装>
本実施形態における非水系二次電池100の電池外装110の構成は特に限定されないが、例えば、電池缶及びラミネートフィルム外装体のいずれかの電池外装を用いることができる。電池缶としては、例えば、スチール又はアルミニウムからなる金属缶を用いることができる。ラミネートフィルム外装体としては、例えば、熱溶融樹脂/金属フィルム/樹脂の3層構成からなるラミネートフィルムを用いることができる。
<6. Battery exterior>
Although the structure of the battery exterior 110 of the non-aqueous secondary battery 100 in this embodiment is not specifically limited, For example, any battery exterior of a battery can and a laminate film exterior body can be used. As the battery can, for example, a metal can made of steel or aluminum can be used. As the laminate film outer package, for example, a laminate film having a three-layer structure of hot melt resin / metal film / resin can be used.

ラミネートフィルム外装体は、熱溶融樹脂側を内側に向けた状態で2枚重ねて、又は熱溶融樹脂側を内側に向けた状態となるように折り曲げて、端部をヒートシールにより封止した状態で外装体として用いることができる。ラミネートフィルム外装体を用いる場合、正極集電体に正極リード体130(又は正極端子及び正極端子と接続するリードタブ)を接続し、負極集電体に負極リード体140(又は負極端子及び負極端子と接続するリードタブ)を接続してもよい。この場合、正極リード体130及び負極リード体140(又は正極端子及び負極端子のそれぞれに接続されたリードタブ)の端部が外装体の外部に引き出された状態でラミネートフィルム外装体を封止してもよい。   Laminate film exterior is in a state where two sheets are stacked with the hot-melt resin side facing inward, or folded so that the hot-melt resin side faces inward, and the end is sealed by heat sealing It can be used as an exterior body. When using a laminate film exterior body, the positive electrode lead body 130 (or a lead tab connected to the positive electrode terminal and the positive electrode terminal) is connected to the positive electrode current collector, and the negative electrode lead body 140 (or the negative electrode terminal and the negative electrode terminal) is connected to the negative electrode current collector. A lead tab to be connected) may be connected. In this case, the laminate film exterior body is sealed with the ends of the positive electrode lead body 130 and the negative electrode lead body 140 (or the lead tab connected to each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal) pulled out of the exterior body. Also good.

<7.非水電解液の製造方法>
本実施形態の非水電解液は、非水系溶媒と、シュウ酸基を有する有機リチウム塩と、上述の一般式(1)で表される化合物と、必要に応じフッ素含有無機リチウム塩や一般に非水系二次電池用に用いられているリチウム塩とを任意の手段で混合し、かつシュウ酸リチウムの含有量が0〜500ppmになるように調整することにより、製造することができる。
<7. Method for producing non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment includes a non-aqueous solvent, an organic lithium salt having an oxalic acid group, a compound represented by the above general formula (1), a fluorine-containing inorganic lithium salt, and a It can manufacture by mixing with the lithium salt currently used for the water-system secondary battery by arbitrary means, and adjusting so that content of lithium oxalate may be 0-500 ppm.

混合する手順は限定されない。例えば、非水系溶媒を調製し、該混合溶媒に対してシュウ酸基を有する有機リチウム塩と、必要に応じフッ素含有無機リチウム塩や一般に非水系二次電池用に用いられているリチウム塩とを加えて混合し、次に、上述の一般式(1)で表される化合物を加えて混合することにより、非水電解液を得ることができる。   The mixing procedure is not limited. For example, a non-aqueous solvent is prepared, an organic lithium salt having an oxalic acid group with respect to the mixed solvent, and a fluorine-containing inorganic lithium salt or a lithium salt generally used for non-aqueous secondary batteries as necessary. In addition, a non-aqueous electrolyte can be obtained by adding and mixing the compound represented by the general formula (1) described above.

シュウ酸リチウムの含有量が0〜500ppmになるように調整する方法は特に限定されない。例えば、予めシュウ酸リチウムの含有量が少ない有機リチウム塩を用いて、非水電解液を製造し、その結果、非水電解液に含まれるシュウ酸リチウムの含有量が0〜500ppmになってもよい。   The method for adjusting the content of lithium oxalate to be 0 to 500 ppm is not particularly limited. For example, a non-aqueous electrolyte is manufactured using an organic lithium salt with a low content of lithium oxalate in advance, and as a result, the content of lithium oxalate contained in the non-aqueous electrolyte is 0 to 500 ppm. Good.

また、シュウ酸リチウムを、デカンテーション及び濾過から選ばれる少なくとも1種の方法により除去することが好ましい。例えば、非水電解液を調製した後に、非水電解液からシュウ酸リチウムを、デカンテーション及び濾過から選ばれる少なくとも一種の方法により除去して調整することが好ましい。   Moreover, it is preferable to remove lithium oxalate by at least one method selected from decantation and filtration. For example, after preparing the non-aqueous electrolyte, it is preferable to adjust by removing lithium oxalate from the non-aqueous electrolyte by at least one method selected from decantation and filtration.

<8.電池の製造方法>
本実施形態における非水系二次電池100は、上述の非水系電解液、集電体の片面又は両面に正極活物質層を有する正極150、集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極160、及び電池外装110、並びに必要に応じてセパレータ170を用いて、公知の方法により作製される。
<8. Battery Manufacturing Method>
The non-aqueous secondary battery 100 in this embodiment has the above-described non-aqueous electrolyte solution, the positive electrode 150 having a positive electrode active material layer on one or both sides of the current collector, and the negative electrode active material layer on one or both sides of the current collector. It is produced by a known method using the negative electrode 160, the battery outer casing 110, and, if necessary, the separator 170.

先ず、正極150及び正極160、並びに必要に応じてセパレータ170からなる積層体を形成する。例えば、長尺の正極150と負極160とを、正極150と負極160との間に該長尺のセパレータを介在させた積層状態で巻回して巻回構造の積層体を形成する態様;
正極150及び負極160を一定の面積と形状とを有する複数枚のシートに切断して得た正極シートと負極シートとを、セパレータシートを介して交互に積層した積層構造の積層体を形成する態様;
長尺のセパレータをつづら折りにして、該つづら折りになったセパレータ同士の間に交互に正極体シートと負極体シートとを挿入した積層構造の積層体を形成する態様;
等が可能である。
First, the laminated body which consists of the positive electrode 150 and the positive electrode 160 and the separator 170 as needed is formed. For example, a mode in which a long positive electrode 150 and a negative electrode 160 are wound in a stacked state in which the long separator is interposed between the positive electrode 150 and the negative electrode 160 to form a stacked body having a wound structure;
A mode of forming a laminate having a laminated structure in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet obtained by cutting the positive electrode 150 and the negative electrode 160 into a plurality of sheets having a certain area and shape are alternately laminated via a separator sheet. ;
A mode of forming a laminated body having a laminated structure in which long separators are folded in a zigzag manner, and positive electrode sheets and negative electrode sheets are alternately inserted between the zipped separators;
Etc. are possible.

次いで、電池外装110(電池ケース)内に上述の積層体を収容して、本実施形態に係る電解液を電池ケース内部に注液し、積層体を電解液に浸漬して封印することによって、本実施形態における非水系二次電池を作製することができる。   Next, the above-described laminated body is accommodated in the battery exterior 110 (battery case), the electrolytic solution according to this embodiment is injected into the battery case, and the laminated body is immersed in the electrolytic solution and sealed. The nonaqueous secondary battery in this embodiment can be produced.

或いは、電解液を高分子材料からなる基材に含浸させることによって、ゲル状態の電解質膜を予め作製しておき、シート状の正極150、負極160、及び電解質膜、並びに必要に応じてセパレータ170を用いて積層構造の積層体を形成した後、電池外装110内に収容して非水系二次電池100を作製することもできる。   Alternatively, an electrolyte solution in a gel state is prepared in advance by impregnating a base material made of a polymer material with an electrolytic solution, and a sheet-like positive electrode 150, a negative electrode 160, an electrolyte membrane, and, if necessary, a separator 170. A non-aqueous secondary battery 100 can also be produced by forming a laminated body having a laminated structure using the battery and housing the battery in the battery exterior 110.

本実施形態における非水系二次電池100の形状は、特に限定されず、例えば、円筒形、楕円形、角筒型、ボタン形、コイン形、扁平形、ラミネート形等が好適に採用される。   The shape of the non-aqueous secondary battery 100 in the present embodiment is not particularly limited, and for example, a cylindrical shape, an elliptical shape, a rectangular tube shape, a button shape, a coin shape, a flat shape, a laminated shape, and the like are suitably employed.

なお、電極の配置が、負極活物質層の外周端と正極活物質層の外周端とが重なる部分が存在するように、又は負極活物質層の非対向部分に幅が小さすぎる箇所が存在するように設計されている場合、電池組み立て時に電極の位置ずれが生じることにより、非水系二次電池における充放電サイクル特性が低下するおそれがある。よって、該非水系二次電池に使用する電極体は、電極の位置を予めポリイミドテープ、ポリフェニレンスルフィドテープ、PPテープ等のテープ類、接着剤等により、固定しておくことが好ましい。   In addition, as for the arrangement of the electrodes, there is a portion where the outer peripheral end of the negative electrode active material layer and the outer peripheral end of the positive electrode active material layer overlap, or there is a portion where the width is too small in the non-opposing portion of the negative electrode active material layer. When it is designed in such a manner, there is a possibility that the charge / discharge cycle characteristics in the non-aqueous secondary battery may be deteriorated due to the displacement of the electrode during battery assembly. Therefore, it is preferable that the electrode body used for the non-aqueous secondary battery is previously fixed with a tape such as polyimide tape, polyphenylene sulfide tape, PP tape, an adhesive, or the like.

本実施形態における非水系二次電池100は、初回充電により電池として機能し得るが、初回充電の際に電解液の一部が分解することにより安定化する。初回充電の方法について特に制限はないが、初回充電は0.001〜0.3Cで行われることが好ましく、0.002〜0.25Cで行われることがより好ましく、0.003〜0.2Cで行われることが更に好ましい。初回充電が、途中に定電圧充電を経由して行われることも好ましい結果を与える。定格容量を1時間で放電する定電流が1Cである。リチウム塩が電気化学的な反応に関与する電圧範囲を長く設定することによって、SEIが電極表面に形成され、正極5を含めた内部抵抗の増加を抑制する効果があることの他、反応生成物が負極6のみに強固に固定化されることなく、何らかの形で、正極5、セパレータ7等の、負極6以外の部材にも良好な効果を与える。このため、非水系電解液に溶解したリチウム塩の電気化学的な反応を考慮して初回充電を行うことは、非常に有効である。   The non-aqueous secondary battery 100 in the present embodiment can function as a battery by the initial charge, but is stabilized when a part of the electrolytic solution is decomposed during the initial charge. Although there is no restriction | limiting in particular about the method of initial charge, It is preferable that initial charge is performed at 0.001-0.3C, It is more preferable to be performed at 0.002-0.25C, 0.003-0.2C More preferably, it is performed. It is also preferable that the initial charging is performed via a constant voltage charging in the middle. The constant current for discharging the rated capacity in 1 hour is 1C. By setting a long voltage range in which the lithium salt is involved in the electrochemical reaction, SEI is formed on the surface of the electrode and has an effect of suppressing an increase in internal resistance including the positive electrode 5 as well as a reaction product. Is not firmly fixed only to the negative electrode 6, and in some form, a good effect is given to members other than the negative electrode 6 such as the positive electrode 5 and the separator 7. For this reason, it is very effective to perform the initial charge in consideration of the electrochemical reaction of the lithium salt dissolved in the non-aqueous electrolyte.

本実施形態における非水系二次電池1は、複数個の非水系二次電池1を直列又は並列に接続した電池パックとして使用することもできる。電池パックの充放電状態を管理する観点から、1個あたりの使用電圧範囲は2〜5Vであることが好ましく、2.5〜5Vであることがより好ましく、2.75V〜5Vであることが特に好ましい。   The non-aqueous secondary battery 1 in this embodiment can also be used as a battery pack in which a plurality of non-aqueous secondary batteries 1 are connected in series or in parallel. From the viewpoint of managing the charge / discharge state of the battery pack, the operating voltage range per unit is preferably 2 to 5 V, more preferably 2.5 to 5 V, and 2.75 V to 5 V. Particularly preferred.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

各種評価は以下のようにして実施した。
(1)電池作製
(1−1)正極(P1)の作製
正極活物質として数平均粒子径11μmのリチウム、ニッケル、マンガン及びコバルトの複合酸化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/3、密度4.70g/cm)と、導電助剤として数平均粒子径6.5μmのグラファイト炭素粉末(密度2.26g/cm)及び数平均粒子径48nmのアセチレンブラック粉末(密度1.95g/cm)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF;密度1.75g/cm)とを、100:4.2:1.8:4.6の質量比で混合し、正極合剤を得た。得られた正極合剤に溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを固形分68質量%となるように投入して更に混合して、正極合剤含有スラリーを調製した。正極集電体となる厚さ20μm、幅200mmのアルミニウム箔の片面に、この正極合剤含有スラリーを、目付量が23.8mg/cmになるように調節しながらドクターブレード法で塗布し、溶剤を乾燥除去した。その後、ロールプレスで正極活物質層の密度が2.86g/cmになるように圧延することにより、正極活物質層と正極集電体とからなる正極(P1)を得た。
Various evaluations were performed as follows.
(1) Production of battery (1-1) Production of positive electrode (P1) Composite oxide of lithium, nickel, manganese and cobalt having a number average particle diameter of 11 μm (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) as a positive electrode active material O 2 , density 4.70 g / cm 3 ), graphite carbon powder having a number average particle diameter of 6.5 μm (density 2.26 g / cm 3 ) and acetylene black powder having a number average particle diameter of 48 nm (density 1) as a conductive assistant. and .95g / cm 3), polyvinylidene fluoride (PVdF as a binder; and density of 1.75g / cm 3), 100: 4.2: 1.8: were mixed at a mass ratio of 4.6, the positive electrode mixture Got. N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent was added to the obtained positive electrode mixture so as to have a solid content of 68% by mass and further mixed to prepare a positive electrode mixture-containing slurry. The positive electrode mixture-containing slurry was applied to one surface of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and a width of 200 mm to be a positive electrode current collector by a doctor blade method while adjusting the basis weight to be 23.8 mg / cm 2 . The solvent was removed by drying. Then, the positive electrode (P1) which consists of a positive electrode active material layer and a positive electrode electrical power collector was obtained by rolling so that the density of a positive electrode active material layer might be 2.86 g / cm < 3 > with a roll press.

(1−2)負極(N1)の作製
負極活物質として数平均粒子径12.7μmのグラファイト炭素粉末(密度2.23g/cm)及び数平均粒子径6.5μmのグラファイト炭素粉末(密度2.27g/cm)と、バインダーとしてカルボキシメチルセルロース(密度1.60g/cm)溶液(固形分濃度1.83質量%)及びスチレンブタジエンラテックス(ガラス転移温度:−5℃、乾燥時の数平均粒子径:120nm、密度1.00g/cm、分散媒:水、固形分濃度40質量%)とを、87.2:9.7:1.4:1.7の固形分質量比で混合し、負極合剤を得た。得られた負極合剤に溶剤として水を固形分45質量%となるように投入して更に混合して、負極合剤含有スラリーを調製した。負極集電体となる厚さ10μm、幅200mmの銅箔の片面に、この負極合剤含有スラリーを、目付量が10.6mg/cmになるよう調節しながらドクターブレード法で塗布し、溶剤を乾燥除去した。その後、ロールプレスで負極活物質層の密度が1.52g/cmになるように圧延して、負極活物質層と負極集電体とからなる負極(N1)を得た。
(1-2) Production of negative electrode (N1) Graphite carbon powder having a number average particle diameter of 12.7 μm (density 2.23 g / cm 3 ) and graphite carbon powder having a number average particle diameter of 6.5 μm (density 2) as a negative electrode active material .27 g / cm 3 ), carboxymethyl cellulose (density 1.60 g / cm 3 ) solution (solid content concentration 1.83% by mass) and styrene butadiene latex (glass transition temperature: −5 ° C., number average during drying) as binders Particle diameter: 120 nm, density: 1.00 g / cm 3 , dispersion medium: water, solid content concentration: 40 mass%) mixed at a solid content mass ratio of 87.2: 9.7: 1.4: 1.7 As a result, a negative electrode mixture was obtained. Water was added to the obtained negative electrode mixture as a solvent so as to have a solid content of 45% by mass, and further mixed to prepare a negative electrode mixture-containing slurry. The negative electrode mixture-containing slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm and a width of 200 mm to be a negative electrode current collector by a doctor blade method while adjusting the basis weight to be 10.6 mg / cm 2. Was removed by drying. Then, it rolled so that the density of a negative electrode active material layer might be 1.52 g / cm < 3 > with a roll press, and the negative electrode (N1) which consists of a negative electrode active material layer and a negative electrode collector was obtained.

(1−3)コイン型非水系二次電池の作製
CR2032タイプの電池ケース(SUS304/Alクラッド)の中央に、上述のようにして得られた正極を直径15.958mmの円盤状に打ち抜いたものを、正極活物質層を上向きにしてセットした。この正極において、正極活物質層の面積は2.00cmであった。その上から直径19mmの円盤状に打ち抜いたガラス濾紙(ADVANTEC GA−100)及びポリプロピレン製ガスケットをセットして、電解液を150μL注入した。この後、上述のようにして得られた負極を直径16.156mmの円盤状に打ち抜いたものを、負極活物質層を下向きにしてセットした。この負極において、負極活物質層の面積は2.05cmであった。更にスペーサー1枚及びスプリングをセットした後に電池キャップをはめ込み、カシメ機でかしめた。電池ケースからあふれた電解液はウエスできれいにふきとった。積層体及び非水系電解液が収容された電池ケースを、25℃環境下で24時間保持し、積層体に電解液を十分含浸させることにより、コイン型非水系二次電池を得た。
(1-3) Manufacture of coin-type non-aqueous secondary battery In the center of a CR2032-type battery case (SUS304 / Al clad), the positive electrode obtained as described above was punched into a disk shape with a diameter of 15.958 mm. Was set with the positive electrode active material layer facing upward. In this positive electrode, the area of the positive electrode active material layer was 2.00 cm 2 . A glass filter paper (ADVANTEC GA-100) punched out into a disk shape having a diameter of 19 mm and a polypropylene gasket were set, and 150 μL of the electrolyte was injected. Thereafter, the negative electrode obtained as described above was punched into a disk shape having a diameter of 16.156 mm and set with the negative electrode active material layer facing downward. In this negative electrode, the area of the negative electrode active material layer was 2.05 cm 2 . Furthermore, after setting one spacer and a spring, the battery cap was fitted and crimped with a caulking machine. The electrolyte that overflowed from the battery case was wiped clean with a waste cloth. The battery case containing the laminate and the non-aqueous electrolyte was held for 24 hours in a 25 ° C. environment, and the laminate was sufficiently impregnated with the electrolyte to obtain a coin-type non-aqueous secondary battery.

(2)電池評価
上述のようにして得られた評価用電池(以下、単に「電池」ともいう。)について、先ず、以下の(2−1)の手順に従って、初回充電処理及び初回充放電容量測定を行った。次に、以下の(2−2)の手順に従って、それぞれの電池を評価した。充放電は、アスカ電子(株)製の充放電装置ACD−01(商品名)及び二葉科学社製の恒温槽PLM−63S(商品名)を用いて行った。
(2) Battery Evaluation For the evaluation battery (hereinafter also simply referred to as “battery”) obtained as described above, first, the initial charge process and the initial charge / discharge capacity are performed according to the following procedure (2-1). Measurements were made. Next, each battery was evaluated according to the following procedure (2-2). Charging / discharging was performed using charging / discharging apparatus ACD-01 (trade name) manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd. and thermostatic bath PLM-63S (trade name) manufactured by Futaba Kagaku.

ここで、1Cとは満充電状態の電池を、定電流で放電して1時間で放電終了となることが期待される電流値を意味する。下記においては、4.2Vの満充電状態から定電流で3.0Vまで放電して1時間で放電終了となることが期待される電流値を意味する。   Here, 1C means a current value at which a fully charged battery is discharged at a constant current and is expected to be discharged in 1 hour. In the following, it means a current value that is expected to discharge from a fully charged state of 4.2 V to 3.0 V at a constant current and finish discharging in 1 hour.

(2−1)コイン型非水系二次電池の初回充放電処理
電池の周囲温度を25℃に設定し、0.1Cに相当する0.6mAの定電流で充電して電池電圧が4.2Vに到達するまで充電を行った後、4.2Vの定電圧で合計15時間充電を行った。その後、0.3Cに相当する1.8mAの定電流で3.0Vまで放電した。このときの放電容量を充電容量で割ることによって、初回効率を算出した。また、このときの放電容量を初期容量とした。
(2-1) Initial charge / discharge treatment of coin-type non-aqueous secondary battery The battery temperature is set to 4.2 V by setting the ambient temperature of the battery to 25 ° C. and charging with a constant current of 0.6 mA corresponding to 0.1 C. Then, the battery was charged at a constant voltage of 4.2 V for a total of 15 hours. Thereafter, the battery was discharged to 3.0 V with a constant current of 1.8 mA corresponding to 0.3 C. The initial efficiency was calculated by dividing the discharge capacity at this time by the charge capacity. The discharge capacity at this time was defined as the initial capacity.

(2−2)コイン型非水系二次電池の85℃満充電保存試験
上述の(2−1)に記載の方法で初回充放電処理を行った電池について、85℃において満充電状態で保存した場合の耐久性能を評価した。先ず、電池の周囲温度を25℃に設定し、1Cに相当する6mAの定電流で充電して電池電圧が4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で合計3時間充電を行った。次に、この電池を85℃の恒温槽に24時間保存した。その後、電池の周囲温度を25℃に戻し、0.3Cに相当する1.8mAの定電流で3.0Vまで放電した。このときの放電容量を初期容量で割ることによって、維持率を算出した。
(2-2) 85 ° C. full charge storage test of coin-type non-aqueous secondary battery A battery that was first charged and discharged by the method described in (2-1) above was stored in a fully charged state at 85 ° C. The durability performance of the case was evaluated. First, the ambient temperature of the battery was set to 25 ° C., the battery was charged with a constant current of 6 mA corresponding to 1 C, and the battery voltage reached 4.2 V, and then charged with a constant voltage of 4.2 V for a total of 3 hours. . Next, this battery was stored in a constant temperature bath at 85 ° C. for 24 hours. Thereafter, the ambient temperature of the battery was returned to 25 ° C., and discharged to 3.0 V at a constant current of 1.8 mA corresponding to 0.3 C. The maintenance rate was calculated by dividing the discharge capacity at this time by the initial capacity.

さらに、1Cに相当する6mAの定電流で充電して電池電圧が4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で合計3時間充電を行った。その後、0.3Cに相当する1.8mAの定電流で3.0Vまで放電した。このときの放電容量を初期容量で割ることによって、回復率を算出した。   Furthermore, after charging at a constant current of 6 mA corresponding to 1 C and the battery voltage reached 4.2 V, charging was performed at a constant voltage of 4.2 V for a total of 3 hours. Thereafter, the battery was discharged to 3.0 V with a constant current of 1.8 mA corresponding to 0.3 C. The recovery rate was calculated by dividing the discharge capacity at this time by the initial capacity.

(3)シュウ酸リチウム含有量の測定
シュウ酸基を有する有機リチウム塩を加水分解するとシュウ酸イオンが生成することを利用し、電解液中の総シュウ酸基量をJIS K 8519に記載の方法に準拠して定量した。次に、シュウ酸リチウム以外のシュウ酸基を有する有機リチウム塩の成分を定量するため、アルゴングローブボックス内で電解液を3mmφのNMR用試料管に注入した。テフロン(登録商標)キャップとパラフィルムを用いて試料管を封止し、電解液を大気非暴露状態で密封した。電解液を密封した3mmφNMR用試料管を、重溶媒及び外部標準が注入された5mmφNMR用試料管に挿入し、二重管法でNMR測定を行うことにより、シュウ酸基を有する有機リチウム塩を定量した。NMR測定は、JEOL RESONANCE社製ECS−400を用いてsingle pulse法で行い、パルス幅を45°とした。総シュウ酸基量からシュウ酸基を有する有機リチウム塩に相当するシュウ酸基量を差し引き、シュウ酸リチウム含有量を算出した。
(3) Measurement of lithium oxalate content Utilizing the fact that oxalate ions are generated when an organic lithium salt having an oxalate group is hydrolyzed, the total amount of oxalate group in the electrolyte is determined according to JIS K 8519. Quantified according to Next, in order to quantify the components of the organic lithium salt having an oxalate group other than lithium oxalate, an electrolyte was injected into a 3 mmφ NMR sample tube in an argon glove box. The sample tube was sealed using a Teflon (registered trademark) cap and a parafilm, and the electrolyte was sealed in an unexposed state. The 3mmφ NMR sample tube sealed with the electrolyte is inserted into the 5mmφ NMR sample tube into which the heavy solvent and the external standard are injected, and NMR measurement is performed by the double tube method, thereby quantifying the organolithium salt having an oxalate group. did. NMR measurement was performed by the single pulse method using ECS-400 manufactured by JEOL RESONANCE, and the pulse width was 45 °. The lithium oxalate content was calculated by subtracting the amount of oxalic acid groups corresponding to the organic lithium salt having an oxalic acid group from the total amount of oxalic acid groups.

[実施例1]
不活性雰囲気下、非水系溶媒として300mLのエチレンカーボネート及び700mLのエチルメチルカーボネートからなる混合溶媒を調製し、該混合溶媒に対して1.0molのLiPFを溶解させ、電解液(S11)を得た。次に、上記電解液(S11)100質量部に対して、0.25質量部のLiB(Cと0.1質量部の1−メチル−1H−ベンゾトリアゾールを加えて混合することにより、電解液(S12)を得た。なお、用いたLiB(C中のアセトニトリル不溶成分は1.6質量%であり、FT−IR測定によって、このアセトニトリル不溶成分はシュウ酸リチウムであることを確認した。次いで、デカンテーションを経て電解液(S12)からシュウ酸リチウムの沈殿物を除去することにより、シュウ酸リチウム含有量を0ppmに調整した。なお、11B−NMR測定における二重管の重溶媒としてDO、外部標準としてB(OH)を用い、積算回数は1024回とした。上述のようにして作製した正極(P1)及び負極(N1)、並びにデカンテーションを経た電解液(S12)を組み合わせ、上述の(1−3)に記載の方法に従ってコイン型非水系二次電池を作製した。このコイン型非水系二次電池について上述の(2−1)に記載の方法により初回充放電処理を行い、上述の(2−2)に記載の方法により保存試験を行った。
[Example 1]
Under an inert atmosphere, a mixed solvent composed of 300 mL of ethylene carbonate and 700 mL of ethyl methyl carbonate was prepared as a non-aqueous solvent, and 1.0 mol of LiPF 6 was dissolved in the mixed solvent to obtain an electrolytic solution (S11). It was. Next, 0.25 part by mass of LiB (C 2 O 4 ) 2 and 0.1 part by mass of 1-methyl-1H-benzotriazole are added to and mixed with 100 parts by mass of the electrolytic solution (S11). As a result, an electrolytic solution (S12) was obtained. Incidentally, acetonitrile insoluble component LiB (C 2 O 4) 2 used was 1.6 wt%, the FT-IR measurement, the acetonitrile insoluble component was confirmed to be the lithium oxalate. Subsequently, the lithium oxalate content was adjusted to 0 ppm by removing the precipitate of lithium oxalate from the electrolytic solution (S12) through decantation. In the 11 B-NMR measurement, D 2 O was used as the heavy solvent for the double tube, B (OH) 3 was used as the external standard, and the number of integration was 1024 times. Combining the positive electrode (P1) and the negative electrode (N1) produced as described above, and the electrolyte solution (S12) that has undergone decantation, a coin-type non-aqueous secondary battery is manufactured according to the method described in (1-3) above. Produced. This coin-type non-aqueous secondary battery was subjected to a first charge / discharge treatment by the method described in (2-1) above, and a storage test was performed by the method described in (2-2) above.

[比較例1]
電解液として上記実施例1で調製した(S11)を使用した以外は、実施例1と同様にしてコイン型非水系二次電池を作製した。このコイン型非水系二次電池について上述の(2−1)に記載の方法により初回充放電処理を行い、上述の(2−2)に記載の方法により保存試験を行った。
[Comparative Example 1]
A coin-type non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that (S11) prepared in Example 1 was used as the electrolytic solution. This coin-type non-aqueous secondary battery was subjected to a first charge / discharge treatment by the method described in (2-1) above, and a storage test was performed by the method described in (2-2) above.

[比較例2]
不活性雰囲気下、上記電解液(S11)100質量部に対して、0.25質量部のLiB(Cを加えて混合することにより、電解液(S13)を得た。
[Comparative Example 2]
Under an inert atmosphere, 0.25 part by mass of LiB (C 2 O 4 ) 2 was added to and mixed with 100 parts by mass of the electrolytic solution (S11) to obtain an electrolytic solution (S13).

電解液(S13)を使用した以外は、実施例1と同様にしてコイン型非水系二次電池を作製した。このコイン型非水系二次電池について上述の(2−1)に記載の方法により初回充放電処理を行い、上述の(2−2)に記載の方法により保存試験を行った。   A coin-type non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution (S13) was used. This coin-type non-aqueous secondary battery was subjected to a first charge / discharge treatment by the method described in (2-1) above, and a storage test was performed by the method described in (2-2) above.

[比較例3]
不活性雰囲気下、上記電解液(S11)100質量部に対して、0.1質量部の1−メチル−1H−ベンゾトリアゾールを加えて混合することにより、電解液(S14)を得た。
[Comparative Example 3]
Under an inert atmosphere, 0.1 parts by mass of 1-methyl-1H-benzotriazole was added to and mixed with 100 parts by mass of the electrolyte (S11) to obtain an electrolyte (S14).

電解液(S14)を使用した以外は、実施例1と同様にしてコイン型非水系二次電池を作製した。このコイン型非水系二次電池について上述の(2−1)に記載の方法により初回充放電処理を行い、上述の(2−2)に記載の方法により保存試験を行った。
実施例1及び比較例1〜比較例3における電解液組成及び評価結果を以下の表1に示す。
A coin-type non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution (S14) was used. This coin-type non-aqueous secondary battery was subjected to a first charge / discharge treatment by the method described in (2-1) above, and a storage test was performed by the method described in (2-2) above.
The electrolytic solution compositions and evaluation results in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below.

Figure 0006564336
Figure 0006564336

表1の非水系溶媒欄における略称は、それぞれ以下の意味である。
EC:エチレンカーボネート
EMC:エチルメチルカーボネート
LiBOB:LiB(C
MBTA:1−メチル−1H−ベンゾトリアゾール
Abbreviations in the non-aqueous solvent column of Table 1 have the following meanings, respectively.
EC: ethylene carbonate EMC: ethyl methyl carbonate LiBOB: LiB (C 2 O 4 ) 2
MBTA: 1-methyl-1H-benzotriazole

実施例1と比較例1との比較から、LiB(Cと1−メチル−1H−ベンゾトリアゾールを含む電解液を用いた場合、保存試験における耐久性能が顕著に向上することが確認された。 From a comparison between Example 1 and Comparative Example 1, when an electrolytic solution containing LiB (C 2 O 4 ) 2 and 1-methyl-1H-benzotriazole was used, the durability performance in the storage test was significantly improved. confirmed.

比較例2によると、非水系溶媒が有意量のLiB(Cを含む場合には、保存試験において若干の耐久性向上が認められたが、実施例1の結果には遠く及ばなかった。また、比較例3によると、1−メチル−1H−ベンゾトリアゾール単独では添加剤として全く機能しないどころか初回効率を悪化させる要因にしかならなかった。LiB(Cと1−メチル−1H−ベンゾトリアゾールの相乗効果は通常の知識を有する当業者にとって想到し得ないものであることが、比較例2及び3の結果により明白となった。 According to Comparative Example 2, when the non-aqueous solvent contains a significant amount of LiB (C 2 O 4 ) 2 , a slight improvement in durability was observed in the storage test, but the result of Example 1 was far away. There wasn't. Further, according to Comparative Example 3, 1-methyl-1H-benzotriazole alone did not function as an additive at all, but it only became a factor of deteriorating initial efficiency. The results of Comparative Examples 2 and 3 reveal that the synergistic effect of LiB (C 2 O 4 ) 2 and 1-methyl-1H-benzotriazole is unthinkable to those skilled in the art. It was.

以上の結果から、本実施形態の電解液を用いた非水系二次電池は、高い耐久性能が実現されていることが検証された。   From the above results, it was verified that the non-aqueous secondary battery using the electrolytic solution of the present embodiment has achieved high durability performance.

本発明の非水系二次電池は、例えば、携帯電話機、携帯オーディオ機器、パーソナルコンピュータ、IC(Integrated Circuit)タグ等の携帯機器;ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の自動車用充電池;住宅用蓄電システム等への適用が可能である。   The non-aqueous secondary battery of the present invention is, for example, a portable device such as a mobile phone, a portable audio device, a personal computer, an IC (Integrated Circuit) tag; a rechargeable battery for a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and an electric vehicle; It can be applied to a residential power storage system.

100 非水系二次電池
110 電池外装
120 電池外装110の空間
130 正極リード体
140 負極リード体
150 正極
160 負極
170 セパレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Non-aqueous secondary battery 110 Battery exterior 120 Space of battery exterior 110 130 Positive electrode lead body 140 Negative electrode lead body 150 Positive electrode 160 Negative electrode 170 Separator

Claims (8)

非水系溶媒と、
シュウ酸基を有する有機リチウム塩と、
下記一般式(1):
Figure 0006564336
{式(1)中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、アリル基、プロパギル基、フェニル基、ベンジル基、ピリジル基、アミノ基、ピロリジルメチル基、トリメチルシリル基、ニトリル基、アセチル基、トリフルオロアセチル基、クロロメチル基、メトキシメチル基、イソシアノメチル基、メチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、アジ化スルホニル基、ピリジルスルホニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニロキシ基、ビス(N,N’−アルキル)アミノメチル基、又はビス(N,N’−アルキル)アミノエチル基であり、Rは、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフッ素置換アルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のフッ素置換アルコキシ基、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、又はハロゲン原子であり、そして、kは0〜4の整数である。}で表される化合物と、を含有し、かつ、
シュウ酸リチウムの含有量が0〜500ppmであることを特徴とする、非水系電解液。
A non-aqueous solvent,
An organic lithium salt having an oxalic acid group;
The following general formula (1):
Figure 0006564336
{In Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, allyl group, propargyl group, phenyl group, benzyl group, pyridyl group, amino group, pyrrolidylmethyl group, trimethylsilyl group, nitrile group, acetyl group Group, trifluoroacetyl group, chloromethyl group, methoxymethyl group, isocyanomethyl group, methylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, sulfonyl azide group, pyridylsulfonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyloxy group, bis ( N, N′-alkyl) aminomethyl group or bis (N, N′-alkyl) aminoethyl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a fluorine-substituted alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitrile group, a nitro group, an amino group, or a halogen Is an atom, and k is an integer of 0-4. And a compound represented by:
A nonaqueous electrolytic solution, wherein the content of lithium oxalate is 0 to 500 ppm.
前記シュウ酸基を有する有機リチウム塩が、LiB(C及びLiBF(C)で表されるリチウム塩から選ばれる少なくとも1種のリチウム塩である、請求項1に記載の非水系電解液。 The organic lithium salt having the oxalic acid group is at least one lithium salt selected from lithium salts represented by LiB (C 2 O 4 ) 2 and LiBF 2 (C 2 O 4 ). The non-aqueous electrolyte described. 前記一般式(1)で表される化合物のRが炭素数1〜4のアルキル基であり、kが0である、請求項1又は2に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2, wherein R 1 of the compound represented by the general formula (1) is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and k is 0. 前記非水系溶媒が環状カーボネートを含むものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains a cyclic carbonate. 前記非水系溶媒がアセトニトリルを実質的に含まないものである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-aqueous solvent does not substantially contain acetonitrile. 前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、非水系電解液100質量部に対して0.01〜10質量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水系電解液。   Content of the compound represented by the said General formula (1) is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of non-aqueous electrolyte solution, The non of any one of Claims 1-5 Aqueous electrolyte. 前記シュウ酸リチウムを、デカンテーション及び濾過から選ばれる少なくとも1種の方法により除去することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水系電解液の製造方法。   The method for producing a non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 6, wherein the lithium oxalate is removed by at least one method selected from decantation and filtration. 集電体の片面又は両面に、Ni、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有する正極活物質層を有する正極、
集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極、並びに、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水系電解液を具備することを特徴とする、非水系二次電池。
A positive electrode having a positive electrode active material layer containing at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co on one or both surfaces of a current collector;
A negative electrode having a negative electrode active material layer on one or both sides of the current collector, and
A non-aqueous secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution according to claim 1.
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